DE201629C

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Description

StanzPunch ύ* Cl Gp i· i-ύ * Cl Gp i · i- mir,.me,.

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-Jig 201629 KLASSE 21 d. GRUPPE-Jig 201629 CLASS 21 d. GROUP

in Abhängigkeit von der Netzstromstärke.depending on the mains current.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. März 1908 ab.Patented in the German Empire on March 15, 1908.

Bei Wechselstromnetzen, in welchen Motoren als Strom verbraucher vorhanden sind, die beim Anlassen vergrößerte Phasenverschiebung aufweisen, insbesondere bei Einphasenwechselstromnetzen für Bahnbetrieb, bringt das Anlaufen der Motoren einen induktiven Spannungsabfall mit sich, den die Generatoren nur dann ausgleichen können, ohne daß die Netzspannung merklich sinkt, wenn sie imIn AC networks in which motors are present as electricity consumers, the exhibit increased phase shift when starting, especially in single-phase AC networks for rail operations, starting the motors causes an inductive voltage drop with it, which the generators can only compensate without the mains voltage dropping noticeably when they are in

ίο Verhältnis zu ihrer mittleren tatsächlichen Leistung sehr groß ausgeführt sind.ίο ratio to their mean actual Performance are very large.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine selbsttätige Regelungseinrichtung, welche die von den Motoren hervorgebrachte Phasenver-Schiebung selbsttätig ausgleichen kann, auch wenn die Größe der Generatoren nur ihrer mittleren tatsächlichen Leistung entspricht.The subject of the invention is now an automatic control device which the phase shift produced by the motors can automatically compensate for, too if the size of the generators only corresponds to their average actual output.

Die Regelungseinrichtung besteht im wesentlichen in einem Gleichstromkollektoranker, der, in Umdrehung versetzt, mittels Kollektorbürsten in das Netz eingeschaltet ist und weitere, im wesentlichen elektrisch zu den ersteren senkrecht liegende Kollektorbürsten, die zweckmäßig der gleichen Ankerwicklung zugehören, besitzt, in derartiger Anordnung, daß in den beiden durch die zwei Bürstensätze bestimmten Achsen dem zugehörigen Ankerstrom im wesentlichen phasengleiche Felder erzeugt werden. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung soll im nachstehenden dadurch erläutert werden, daß das Verhalten des Reglers mit einer gewöhnlichen Wechselstromkollektormaschine verglichen wird.The control device consists essentially of a direct current collector armature, which, in rotation, is switched on by means of collector brushes in the network and further collector brushes that are essentially electrically perpendicular to the former, which suitably belong to the same armature winding, has, in such an arrangement, that in the two axes determined by the two sets of brushes the associated armature current is essentially in phase Fields are generated. The mode of operation of this device is intended in the following explained that the behavior of the controller with an ordinary AC collector machine is compared.

Man unterscheidet bei Wechselstrommaschinen die Arbeitsachse von der Feldachse, wobei in der Arbeitsachse das Ankerfeld durch eine auf dem Ständer befindliche Kompensationswicklung aufgehoben ist. In der Arbeitsachse ist dementsprechend kein oder nur ein geringes mit dem Ankerstrom phasengleiches Feld vorhanden, während in der Feldachse ein Feld erzeugt wird, dessen Phase durch den Erreg'erstrom bestimmt ist. Eine solche Maschine ist imstande, wirkliche Arbeit aufzunehmen oder abzugeben, und es wird die Wattkomponente der gegenelektromotorischen Kraft in der Arbeitsachse erzeugt. Wenn man die Kompensationswicklung zu gering oder übermäßig bemißt, oder überhaupt fortläßt · oder gar im entgegengesetzten Sinne wirken läßt, wird eine solche Maschine nicht mehr imstande sein wirkliche Arbeit aufzunehmen oder abzugeben, und man kann dann nicht mehr von einer Arbeitsachse im Gegensatz zur Feldachse sprechen.In AC machines, a distinction is made between the working axis and the field axis, where the armature field in the working axis through a compensation winding located on the stator is canceled. In the working axis there is accordingly no or only a slight phase in phase with the armature current Field present, while a field is generated in the field axis, the phase of which is determined by the excitation current. One such a machine is able to take up or leave real work, and it becomes the Watt component of the counter electromotive force generated in the working axis. If the compensation winding is too small or excessive, or omitted at all or let it work in the opposite sense, no longer becomes such a machine be able to take up or leave real work, and then one cannot speak more of a working axis as opposed to the field axis.

Diese als Maschine ungeeignete Einrichtung mit zwei Feldachsen ist nun aber sehr geeig- · net, wattlose Leistung im nacheilenden oder voreilenden Sinne zu erzeugen und im letzteren Falle den induktiven Spannungsabfall eines Wechselstromnetzes sogar selbsttätig und der Stärke des Netzstromes entsprechend auszugleichen.This device with two field axes, which is unsuitable as a machine, is now very suitable- net to generate wattless power in the lagging or leading sense and in the latter If the inductive voltage drop of an alternating current network occurs automatically and according to the strength of the network current balance.

Zu diesem Zwecke muß die Läuferwicklung sowohl an der Erregung des Feldes Fx wie auch an der Erregung des Feldes Fy im posi-For this purpose, the rotor winding must be connected to the excitation of the field Fx as well as to the excitation of the field Fy in the positive

tiven oder negativen Sinne mitbeteiligt sein, und es geschieht dies zweckmäßig dadurch, daß dem Läufer der Erregerstrom des betreffenden Feldes durch in seiner Feldachse stehende Bürsten zugeführt bzw. ihm entnommen wird. Man hat dann auf dem Kollektor zwei Bürstenpaare, die elektrisch um 90 ° gegeneinander versetzt sind.tive or negative senses be involved, and this is expediently done by that the runner the excitation current of the relevant field through in its field axis upright brushes are supplied or removed from it. You then have on the collector two pairs of brushes that are electrically offset by 90 ° to each other.

Erregt man das eine Feld z. B. durch den den Spannungsabfall bewirkenden Netzstrom /, dann wird in Richtung der zum ersten Feld senkrechten y-Achse eine mit dem Netzstrom / phasengleiche elektromotorische Kraft Ey durch Rotation induziert. Ist die Erregerwicklung des Feldes Fy entweder in sich oder auf eine Selbstinduktion kurzgeschlossen und in der y -Achse die Kompensation der Amperewindungen vermieden, so eilt der Erregerstrom iy gegen die elektromotorische Kraft Ey nach.If one excites one field z. B. by the mains current causing the voltage drop /, then an electromotive force Ey in phase with the mains current / is induced by rotation in the direction of the y-axis perpendicular to the first field. If the excitation winding of the field Fy is either short-circuited in itself or to a self-induction and the compensation of the ampere turns is avoided in the y- axis, the excitation current iy lags behind the electromotive force Ey .

Somit eilt auch das Feld Fy gegenüber dem Netzstrome / nach und erzeugt im Läufer in der Richtung der «-Achse eine dem Strome / voreilende elektromotorische Kraft.The field Fy thus also lags behind the mains current / and generates an electromotive force in the rotor in the direction of the axis which leads the current /.

Diese voreilende elektromotorische Kraft Ex wirkt nun aber, indem sie sich zur Netzspannung geometrisch addiert, kompensierend auf das Netz etwa in der gleichen Weise, wie beim kompensierten Serienmotor die zwischen den Erregerbürsten durch Rotation im Feld der Arbeitsachse entstehende voreilende elektromotorische Kraft die Kompensierung bewirkt. Während jedoch dort das Feld Fy eine Funktion der zugeführten Ständerspannung ist, bleibt es hier lediglich eine Funktion des Ankerstromes in Richtung der Achse y. Um nun aber auch den Ohmschen Spannungsabfall, der einerseits durch den Netzstrom / wie auch durch den Erregerstrom iy entsteht, auszugleichen, ist es zweckmäßig, das Feld Fy nicht um volle 90 ° gegen Ey zu verschieben. Es kann dies dadurch geschehen, daß man entweder in den Stromkreis der in der y-Achse liegenden Bürsten gemäß Fig. 1 einen Widerstand oder eine Kapazität L einschaltet, oder dadurch, daß man in der y-Achse noch eine vom Strom / durchflossene Compoundwicklung c (Fig. 2) anbringt.This leading electromotive force Ex , by adding itself geometrically to the mains voltage, has a compensating effect on the mains in roughly the same way as the leading electromotive force produced between the exciter brushes by rotation in the field of the working axis compensates for the compensated series motor. However, while the field Fy there is a function of the stator voltage supplied, it remains here only a function of the armature current in the direction of the axis y. In order to compensate for the ohmic voltage drop that arises on the one hand from the mains current / as well as from the excitation current iy , it is advisable not to shift the field Fy by a full 90 ° against Ey. It may happen characterized in that either in the circuit of the brush lying in the y-axis of FIG. 1 turns on a resistance or a capacitance L, or by the fact that in the y-axis nor the current / flowing through it Compound winding to c (Fig. 2) attaches.

Sowohl in der #-Achse wie in der y-Achse kann man zweckmäßig Ständerfeldwicklungen a bzw. b anordnen.Both in the # -axis and in the y-axis you can expediently arrange stator field windings a or b.

Man kann aber auch sämtliche Ständerwicklungen vermeiden, wie Fig. 3 zeigt.But you can also avoid all stator windings, as FIG. 3 shows.

Stets kann man den in der y-Achse liegenden Bürsten eine elektromotorische Kraft von außen zuführen, z. B. gemäß Fig. 3 durch den regelbaren Serientransformator t, der gegebenenfalls mit großer Streuung auszuführen ist.The brushes lying in the y-axis can always be supplied with an electromotive force from the outside, e.g. B. according to FIG. 3 by the controllable series transformer t, which is to be carried out if necessary with a large spread.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 läßt sich der Ständer als einfacher Ring ausbilden, welcher entweder gar keine Nuten erhält oder nur so viel und in der Lage, wie es zur Erzeugung von Wendepolen für funkenfreies Arbeiten notwendig ist. Die Erregung der Wendepole, die für alle Ausführungen der Zusatzmaschine Verwendung finden können, kann in der üblichen bekannten Weise durch einen Strom geschehen, der gegen das den Kurzschlußstrom induzierende Feld mehr oder weniger phasenverschoben ist. Auch kann dadurch, daß das resultierende Feld einer Achse der Richtung der Läuferamperewindung in dieser Achse entgegen gerichtet ist, ein funkenloses Arbeiten erzielt werden, kurz, es lassen sich alle bekannten Mittel zur Verhütung des Bürstenfeuers sinngemäß auf diese Maschine übertragen. ■In the embodiment according to FIG. 3, the stand can be designed as a simple ring, which either receives no grooves at all or only as many and capable of producing it of reversing poles is necessary for spark-free work. The excitation of the reversing poles, which is common to all versions of the Additional machine can be used, can be done in the usual known manner happen a current against the field inducing the short-circuit current more or is less out of phase. The fact that the resulting field can also be a Axis is opposite to the direction of the rotor ampere winding in this axis, a Non-sparking work can be achieved, in short, all known means of contraception can be used of the brush fire is transferred to this machine accordingly. ■

Claims

Patent Claims:

1. Device for automatic adjustment of the phase shift in alternating current networks depending on the mains current, characterized in that a circulating in the mains circuit DC armature is switched on by means of collector brushes, to which electrical im essentially perpendicular further, directly or via resistors or electromotive Forces short-circuited collector brushes are arranged, in which the two are determined by the two sets of brushes Axes with the associated armature current generated essentially in-phase fields will.

2. Device according to claim 1, characterized in that both sets of brushes belong to the same armature winding.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the armature revolves in an iron case.

4. Device according to claim 3, characterized in that the iron housing is designed in the manner of the stator of an alternating current machine.

5. Device according to claim 4, characterized in that on the stand essentially in the axis of the brushes and windings connected in series with them are attached, which are dimensioned so that a field with the associated armature current is essentially in phase is available.

1 sheet of drawings.